專利名稱：有機二胺交聯(lián)劑制備水解聚丙烯腈類降濾失劑的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鉆井液用降濾失劑的制備方法，該方法以有機ニ胺交聯(lián)聚丙烯腈水解產(chǎn)物制備而成，特別是ー種具有高穩(wěn)定性和高降濾失效果的鉆井液添加剤。
背景技術：
降濾失劑是石油鉆井液中最為常用的ー種添加剤，它可以降低鉆井液中的水分向地層中滲透，從而穩(wěn)定了井壁，保護了底層。降濾失劑的種類繁多，主要有羧甲基纖維素、改性淀粉，酚醛樹脂類，褐煤類，水解聚丙烯腈類以及化學合成的多元共聚產(chǎn)物。其中水解聚丙烯腈類由于成本低，加工簡單，抗溫抗鹽效果好而備受用戶的青睞。加工水解聚丙烯腈的原料通常為廢舊的紡織腈綸，因此原料的性質(zhì)經(jīng)常變化，從而影響了產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性。為了克服產(chǎn)品性能不穩(wěn)定的缺點，近些年來，人們致カ于開發(fā)新的加工エ藝以提 高產(chǎn)品穩(wěn)定性。改進的水解聚丙烯腈制備方法主要有I)通過將水解聚丙烯腈與其他類的產(chǎn)品進行復配，以提高降濾失劑其性能；2)以聚丙烯酰胺或聚丙烯酸鈉為改進劑，與腈綸廢料共水解制備的改性水解聚丙烯腈類產(chǎn)品；3)與褐煤類或硅氟類化合物進行接枝共聚，或者與淀粉類進行接枝共聚，以改進水解聚丙烯腈類降濾失劑性能；4)以甲醛為交聯(lián)劑進行改性。上述方法不同程度的對腈綸廢料水解產(chǎn)物降濾失性能有所改善，但總體效果不甚理想。CN1242407A公開ー種褐煤樹脂類高溫抗鹽降濾失劑及其制備方法，降濾失劑組成為腐植酸活性中間體、水溶性聚丙烯腈銨鹽復聚物和水溶性碳酰胺樹脂，制備方法是采用一歩法或兩步法的不排渣エ藝路線。廣泛適用于淡水、咸水、中鹽污染下的深井鉆探使用。CN101735779A(CN200910242693. 4)公開了ー種抗高溫抗飽和鹽的降濾失劑，包括如下組份的原料改性淀粉、聚丙烯腈水解物、丙烯磺酸鹽類和引發(fā)劑。所述聚丙烯腈水解物是水解聚丙烯腈鹽、水解聚丙烯腈纖維素之中的ー種或兩種任意比例的混合物。本發(fā)明提供的抗高溫抗飽和鹽降濾失劑具有的顯著特點是在飽和鹽鉆井液體系中，能抗150°C以上，在高溫高壓情況下，飽和鹽水漿中降濾失效果也非常好，可與其他處理劑配伍使用，不影響鉆井液的性能，且無毒，無污染，屬環(huán)保型產(chǎn)品；本產(chǎn)品不緊具有聚合物類產(chǎn)品的降濾失效果，而且既抗高溫又抗飽和鹽。同時，本發(fā)明的方法生產(chǎn)エ藝簡單、條件溫和、轉(zhuǎn)化率高、成本低、無后處理、無三廢且綠色環(huán)保，用于油田鉆井過程中，具有很廣泛的應用前景。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供ー種水溶性好、濾失量低、質(zhì)量穩(wěn)定的水解聚丙烯腈類降濾失劑的制備方法。本發(fā)明的技術方案如下ー種降濾失劑的制備方法，以有機ニ胺為交聯(lián)劑，以NaOH為催化劑，與廢舊腈綸原料共水解反應制得，其中按重量計有機ニ胺4% 10%，廢舊腈綸30% 50%，NaOH15 30%，水余量。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述有機ニ胺為こニ胺；所述有機ニ胺優(yōu)選用量為5-8wt%。所述廢舊腈綸原料為聚丙烯腈含量在60wt%以上的纖維或織物；
所述NaOH為エ業(yè)級產(chǎn)品，含量大于96wt %。優(yōu)選NaOH用量為20 25wt%。本發(fā)明的降濾失劑的制備方法，包括如下步驟(I)將廢舊腈綸原料洗浄，晾干，按比例加入有機ニ胺；(2)按比例取NaOH配置成濃度25 50wt%的NaOH溶液，加入步驟(I)的反應體系中，加熱升溫至100 110°C，開始捏合并水解50 120min，得膠狀物；(3)將所得膠狀物干100 110°C干燥8 12小時，粉碎，過60-100目篩，得產(chǎn)品。本發(fā)明所得的降濾失劑為固體可流動性粉末，適用溫度在室溫至210°C、可在淡水泥漿和飽和鹽水泥漿中使用。本發(fā)明制備方法得到的產(chǎn)品為水解聚丙烯腈類降濾失劑。本發(fā)明優(yōu)選有機ニ胺中的こニ胺作為交聯(lián)劑，通過與廢舊腈綸共水解，可以將不同的分子鏈連接到一起，容易形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，同時不影響水解產(chǎn)物的可溶性，從而使濾失量大幅度下降。另外在該體系中，還能形成有機銨離子，能夠強吸附于粘土表面，可以控制粘土顆粒大小，也能夠促進濾失量的降低。本發(fā)明降濾失劑克服了傳統(tǒng)生產(chǎn)エ藝產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的缺點，加入較少量的有機ニ胺(こニ胺)進行交聯(lián)就能使產(chǎn)品性能有較大提高，同時產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好；另外本發(fā)明加工エ藝簡單，環(huán)境友好，水解過程中只產(chǎn)生少量的氨氣廢氣，還可以吸收后再利用，易于形成エ業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。
具體實施例方式實施例中的原料廢舊腈綸(聚丙烯腈含量> 60% )是市購的紡織廠的廢腈綸纖維。實施例中的捏合機是本領域內(nèi)常規(guī)設備，購自山東龍興化工機械集團公司NH5L型捏合機。實施例I :用800g廢舊腈綸洗浄，晾干后，加入到5升的捏合機內(nèi)。再將IOOgこニ胺倒入上述捏合機內(nèi)。將400gNa0H配置成1200g溶液倒入上述捏合機內(nèi)，并打開加熱升溫至110°C。捏合機溫度達到110°C后，開始捏合I小吋。然后停止捏合，得到膠狀物干110°C干燥10小時，而后粉碎過80目篩,得粉末,包裝。記為產(chǎn)品A。實施例2 用800g廢舊腈綸洗浄，晾干后，加入到5升的捏合機內(nèi)。再將150gこニ胺倒入上述捏合機內(nèi)。將400gNa0H配置成1200g溶液倒入上述捏合機內(nèi)，并打開加熱升溫至110°C。捏合機溫度達到110°C后，開始捏合I小吋。然后停止捏合，得到膠狀物干110°C干燥10小時，而后粉碎過80目篩,得粉末,包裝。記為產(chǎn)品B。實施例3 用800g廢舊腈綸洗浄，晾干后，加入到5升的捏合機內(nèi)。再將200gこニ胺倒入上述捏合機內(nèi)。將400gNa0H配置成1200g溶液倒入上述捏合機內(nèi)，并打開加熱升溫至110°C。捏合機溫度達到110°C后，開始捏合I小吋。然后停止捏合，得到膠狀物干110°C干燥10小時，而后粉碎過80目篩,得粉末,包裝。記為產(chǎn)品C。實施例4 用800g廢舊腈綸洗凈，晾干后，加入到5升的捏合機內(nèi)。再將150g乙二胺倒入上述捏合機內(nèi)。將450gNa0H配置成1200g溶液倒入上述捏合機內(nèi)，并打開加熱升溫至110°C。捏合機溫度達到110°C后，開始捏合I小時。然后停止捏合，得到膠狀物于110°C干燥10小時，而后粉碎過80目篩,得粉末,包裝。記為產(chǎn)品D。實施例5 用800g廢舊腈綸洗凈，晾干后，加入到5升的捏合機內(nèi)。再將150g乙二胺倒入上述捏合機內(nèi)。將500gNa0H配置成1200g溶液倒入上述捏合機內(nèi)，并打開加熱升溫至110°C。 捏合機溫度達到110°C后，開始捏合I小時。然后停止捏合，得到膠狀物于110°C干燥10小時，而后粉碎過80目篩,得粉末,包裝。記為產(chǎn)品E。實施例6:用800g廢舊腈綸洗凈，晾干后，加入到5升的捏合機內(nèi)。再將150g乙二胺倒入上述捏合機內(nèi)。將600gNa0H配置成1200g溶液倒入上述捏合機內(nèi)，并打開加熱升溫至110°C。捏合機溫度達到110°C后，開始捏合I小時。然后停止捏合，得到膠狀物于110°C干燥10小時，而后粉碎過80目篩,得粉末,包裝。記為產(chǎn)品F。實施例7 用800g廢舊腈綸洗凈，晾干后，加入到5升的捏合機內(nèi)。再將150g乙二胺倒入上述捏合機內(nèi)。將500gNa0H配置成1600g溶液倒入上述捏合機內(nèi)，并打開加熱升溫至110°C。捏合機溫度達到110°C后，開始捏合I小時。然后停止捏合，得到膠狀物于110°C干燥10小時，而后粉碎過80目篩,得粉末,包裝,記為產(chǎn)品G。實施例8 用800g廢舊腈綸洗凈，晾干后，加入到5升的捏合機內(nèi)。再將150g乙二胺倒入上述捏合機內(nèi)。將500gNa0H配置程1400g溶液倒入上述捏合機內(nèi)，并打開加熱升溫至110°C。捏合機溫度達到110°C后，開始捏合I小時。然后停止捏合，得到膠狀物于110°C干燥10小時，而后粉碎過80目篩,得粉末,包裝。記為產(chǎn)品H。實施例9 用800g廢舊腈綸洗凈，晾干后，加入到5升的捏合機內(nèi)。再將150g乙二胺倒入上述捏合機內(nèi)。將500gNa0H配置成IOOOg溶液倒入上述捏合機內(nèi)，并打開加熱升溫至110°C。捏合機溫度達到110°C后，開始捏合I小時。然后停止捏合，得到膠狀物于110°C干燥10小時，而后粉碎過80目篩,得粉末,包裝。記為產(chǎn)品I。實施例10 用800g廢舊腈綸洗凈，晾干后，加入到5升的捏合機內(nèi)。再將150g乙二胺倒入上述捏合機內(nèi)。將500gNa0H配置成800g溶液倒入上述捏合機內(nèi)，并打開加熱升溫至110°C。捏合機溫度達到110°C后，開始捏合I小時。然后停止捏合，得到膠狀物于110°C干燥10小時，而后粉碎過80目篩,得粉末,包裝。記為產(chǎn)品J。本發(fā)明降濾失劑適用于淡水泥漿和飽和鹽水泥漿的降濾失作用。將評價土、水、NaHCO3按35 350 I的重量比于10000轉(zhuǎn)/分高速混合20min，作為基漿；然后按基漿的I. 5%重量比加入所本發(fā)明制備的降濾失劑10000轉(zhuǎn)/分高速攪拌20min。將所得泥漿置入養(yǎng)護瓶或150°C下熱滾爐中進行養(yǎng)護或老化16小時，將泥漿取出測其淡水中壓API濾失量。將評價土、飽和鹽水、NaHCO3按35 350 I的重量比于10000轉(zhuǎn)/分高速混合20min，作為基漿；然后按基漿的I. 5%重量比加入本發(fā)明所制備的降濾失劑高速攪拌20min。將所得泥漿置入養(yǎng)護瓶或150°C下熱滾爐中進行養(yǎng)護或老化16小時，將泥漿取出測其飽和鹽水中壓API濾失量。上述實施例1-10制備的產(chǎn)品作為樣品A J的淡水濾失量評價結(jié)果示于表I。表I.不同樣品濾失量對比
權利要求
1.一種降濾失劑的制備方法，其特征在于以有機二胺為交聯(lián)劑，以NaOH為催化劑，與廢舊腈綸原料共水解反應制得，其中按重量計有機二胺4% 10%，廢舊腈綸30% .50%, NaOH 15 30%，水余量。
2.如權利要求I所述的降濾失劑的制備方法，其特征在于所述有機二胺為乙二胺。
3.如權利要求I所述的降濾失劑的制備方法，其特征在于有機二胺用量為5-8wt%。
4.如權利要求I所述的降濾失劑的制備方法，其特征在于所述廢舊腈綸原料為聚丙烯腈含量在60wt%以上的纖維或織物。
5.如權利要求I所述的降濾失劑的制備方法，其特征在于NaOH用量為20 25wt%。
6.如權利要求I所述的降濾失劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟 (1)將廢舊腈綸原料洗凈，晾干，按比例加入有機二胺； (2)按比例取NaOH配置成濃度25 50被％的NaOH溶液，加入步驟⑴的反應體系中，加熱升溫至100 110°C，開始捏合并水解50 120min，得膠狀物； (3)將所得膠狀物于100 110°C干燥8 12小時，粉碎，過60-100目篩，得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機二胺交聯(lián)劑制備水解聚丙烯腈類降濾失劑的方法，以有機二胺為交聯(lián)劑，以NaOH為催化劑，與廢舊腈綸原料共水解反應得膠狀物，膠狀物干燥，粉碎，過篩制得；其中按重量計有機二胺4％～10％，廢舊腈綸30％～50％，NaOH 15～30％，水余量。本發(fā)明降濾失劑克服了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的缺點，具有產(chǎn)品水溶性好、濾失量低、質(zhì)量穩(wěn)定，制備工藝簡單等特點。
文檔編號C08F8/12GK102660038SQ201210126149
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權日2012年4月26日
發(fā)明者張文郁, 鄭利強 申請人:山東大學